电动单梁起重机结构分析及优化设计

张虎

摘要：近年来，在科学和信息技术飞速发展的背景下，给工业生产提供了广阔发展空间，起重机的应用范围越来越广，功能越来越健全。本文从电动单梁起重机角度出发，对其结构及优化设计进行了充分的分析。

关键词：电动单梁起重机；优化设计；

1.电动单梁起重机的概述.

所谓的电动单梁起重机其实也就是一种轻小型的起重设备，它主要是在工字钢轨道上运行的。而且它在使用的过程中六们可以根据实际情况来将其分成电动控制和手动控制这两种。电动单梁起重机主要是由电动葫芦、电气装置以及大车运行机构等部分组成的这些设备在电动单梁起重机中都有着十分重要的意义。目前在我国社会发展的过程中各个行业的生产活动也日益频繁因此人们为了对其成本造价进行有效的控制就将电动单梁起重机应用到其中。而且所谓的电动单梁起重机启是桥式起重设备中的一种而且在实际应用的过程中其自身的结构体系比较简便，于是人们将其应用到各个行业当中。不过因为使用量巨大，行业中迫切希望将其主要结构件进行优化后机械化生产，以减少生产成本，促进产业的升级。下面我们就对电动单梁起重机结构优化问题进行探讨。

2.单梁桥式起重机整体结构.

电动单梁起重机主要由主梁、端梁、电动葫芦、电气设备、运行机构等主要部件组成(如图所示)(把图片中的图号去掉)。生产的电动单梁起重机的主梁和端梁分别为独立的构件，主要是为了方便运输，当到达运输目的地后，再将其主梁和端梁进行连接。单梁起重机的起升机构为CD型或MD型电动葫芦，运行机构采用的是三合一减速电机。

2.单梁桥式起重机结构优化.

2.1优化设计的应用与发展

优化设计理论与方法用于工程设计是在60年代后期开始的，我国则从70年代中期开始，20余年的工程优化设计理论与方法的研究和实践，使传统的工程设计方法发生了根本性变革，特别是近年来，随着有限元法、可靠性设计、计算机辅助设计的理论与方法的发展与优化设计的结合应用，整个工程设计趋势正逐步向自动化、集成化、智能化发展。优化设计中还可尝试将模糊技术的概念引入其中，如可以将优化问题的约束模糊化，这样设计结果与实际情况更加吻合；使之能够解决当今工程中还没有彻底解决的一些优化问题，如约束非线性离散变量的优化问题；尽量将现代设计方法（如优化设计、可靠性设计、有限元法以及计算机辅助设计等）结合起来，从而解决复杂的工程实际问题。优化设计方法对缩短产品的开发周期、提高设计效率、优化产品结构有重要的意义。

2.2优化设计的基本步骤

优化设计是一个寻求结构设计最优解的过程，即在满足设计要求的条件下，降低产品的生产成本，是一系列分析一评估一修正的过程。优化分析过程一般包括以下几步:

1)建立参数化的分析模型,执行相应的结构分析,提取参数化结果。

2)进入数据库定义需要优化的设计参数和目标参数。

3)选择优化工具和优化方法。

4)进行优化分析。

5)查看优化结果,得出最优解。

2.3优化设计在电动单梁起重机运用的探讨

电动单梁起重机结构的优化设计，目的是为了能够在保证工作效率的情况下，积极进行成本的降低，从而对结构和设计进行严格的评估和修正等。对电动单梁起重机结构优化设计进行研究的过程中，首先，构建分析模型，体现参数化特点。过程中需要充分分析其结构，对参数下产生的数据进行提取；其次，在对目标参数和设计参数进行优化的基础上构建数据库定义；再次，合理应用优化措施及设备；最后，优化分析。

例如，对于主梁与端梁的设计进行优化需要对GoalDrivenOptimization进行充分的利用，其存在于DesignExploration内，是ANSYSWorkbench主界面的重要组成部分。

优化分析在DesignExploration中的进行，需要对曲线和响应曲面进行充分的利用，有效计算后，拟合设计点是实现曲线和响应曲面的基础。目标优化技术为GoalDrivenOptimization，即目标驱动优化，在设计点确定以后，能够促使设计点的最佳值得以体现出来。该技术在应用过程中，能够构建起一组最佳设计点，能够充分体现曲线和响应曲面二者的关联性。这样的设计可以较好的解决箱型桥式起重机金属结构在制造方面引起的材料浪费及其他问题。通过优化设计后的电动单梁起重机，在满足其性能要求的情况下，其自重减轻了许多，取得了较大的经济效益。

3、结论

综上所述，新时期，在世界经济一体化进程不断加快的背景下，我国要想实现长期可持续发展，必须对起重机等大型建设设备进行充分的技术创新和研究。现阶段，电动单梁起重机在日常应用过程中，极大的提升了工业生产效率，并解放了劳动生产力。在这种情况下，积极进行电动单梁起重机结构分析及优化设计研究势在必行。

参考文献：

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